基于攪拌摩擦加工的6061鋁合金表面改性研究.pdf

1、鋁合金在現(xiàn)代工業(yè)與生活中得到廣泛的使用，起著不可代替的作用，但由于其強度、耐磨性、耐腐蝕性等性能的缺陷限制其在特定環(huán)境下的應用，對鋁合金進行性能的改善處理，可以使其應用范圍更加廣泛。而傳統(tǒng)的加工方法制備的都是塊體復合材料，此類材料的脆性大、延展性差、韌性低，且有數(shù)據(jù)表明80％的機件失效來源于表面的磨損，若是采用新型的強化技術制備表面復合材料，即可達到材料的耐磨性能又能保持原材料的延展性與韌性，因此，新型的表面強化技術越來越受到人們的關注

2、。
　　攪拌摩擦加工技術是一種新型、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的表面強化技術。目前已廣泛應用于鎂、鋁等材料工件的表面強化。本文利用攪拌摩擦加工技術對6061鋁合金進行表面處理，研究不同工藝參數(shù)及攪拌頭對加工層的表面形貌、組織結構、顯微硬度的影響，從而確定最佳工藝參數(shù)。采用優(yōu)化的工藝參數(shù)，制備SiC/Al基表面復合材料，并研究SiC顆粒對復合材料層的顯微硬度、摩擦磨損性能的影響，分析了熱處理對復合材料層組織及性能的影響。
　　研究結果表明：不

3、同的攪拌頭在不同工藝參數(shù)下對加工區(qū)性能影響很大，采用同心圓型攪拌頭，在轉(zhuǎn)速1100rpm、前進速度100mm/min、下壓量0.5mm、傾角1.5°的參數(shù)下獲得的加工層表面成形最好，顯微硬度最高，平均硬度為107HV，相對母材硬度提高了18%。
　　在鋁合金表面加工陣列盲孔及燕尾槽用以填充SiC顆粒，經(jīng)蓋面及分段加工處理后，采用同心圓型攪拌頭在上述最優(yōu)參數(shù)下制備SiC/Al基表面復合材料層。研究結果表明：陣列盲孔開槽方式制備的復合

4、材料層比燕尾槽方式的好，陣列盲孔開槽SiC顆粒分布更均勻，硬度更高，燕尾槽制備的復合層SiC顆粒在加工區(qū)底部有聚集現(xiàn)象。復合材料層的硬度隨SiC的體積分數(shù)增加而增加，體積分數(shù)高于20%時兩者呈線性關系，當體積分數(shù)為44%時，硬度值最高，最高為179HV，是母材硬度的1.96倍。熱處理結果表明：經(jīng)固溶處理與人工時效處理后，可以消除熱機影響區(qū)與熱影響區(qū)的弱化缺陷，熱處理后的平均硬度比熱處理前提高了45%，比母材區(qū)提高了26%。摩擦磨損結果表